崔明 左明 宋偉

【摘要】我國(guó)當(dāng)前大氣環(huán)境的形勢(shì)嚴(yán)峻，空氣污染嚴(yán)重。日益增長(zhǎng)的空氣污染對(duì)公眾身體健康造成了嚴(yán)重威脅?；痣娖髽I(yè)是耗煤大戶，燃煤過(guò)程中，主要向大氣中排放煙塵、SO2、NOx等污染物，對(duì)PM2.5貢獻(xiàn)最大。本文在分析火電企業(yè)中大氣污染物排放現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，主要對(duì)企業(yè)減排對(duì)策詳細(xì)闡述，希望為大氣環(huán)境治理做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】火電企業(yè)；大氣污染物排放；環(huán)境危害；減排對(duì)策

國(guó)家十二五規(guī)劃指出我國(guó)當(dāng)前大氣環(huán)境的形勢(shì)非常嚴(yán)峻，不僅傳統(tǒng)煤煙污染沒(méi)有控制，酸雨、細(xì)顆粒物（PM 2.5）、臭氧所引發(fā)的復(fù)合型大氣污染日益突出，區(qū)域中大范圍空氣重污染現(xiàn)象多同時(shí)出現(xiàn)，對(duì)公眾身體健康造成了嚴(yán)重威脅[1-2]。這些細(xì)顆粒物來(lái)源廣泛，我國(guó)火電行業(yè)裝機(jī)容量及發(fā)電量中，煤電都占據(jù)了絕大多數(shù)，作為耗煤大戶，其大氣污染物主要包括煙塵、SO2、NOx等，對(duì)PM2.5貢獻(xiàn)最大。本文主要對(duì)火電企業(yè)中大氣污染物排放現(xiàn)狀及相應(yīng)減排對(duì)策進(jìn)行闡述。

1、大氣污染物估算

1.1火電企業(yè)大氣污染物評(píng)價(jià)權(quán)系數(shù)

火電企業(yè)大氣污染物主要為煙塵、SO2、NOx，當(dāng)前排污收費(fèi)也主要針對(duì)這三種污染物[3]，因此我們主要對(duì)火電企業(yè)中這三種污染物進(jìn)行研究，通過(guò)加權(quán)指數(shù)模型分析三種污染物對(duì)環(huán)境造成的危害。三種污染物的權(quán)重我們以單位污染物的排污費(fèi)大小進(jìn)行確定，即單位污染物的收費(fèi)越大，權(quán)系數(shù)就越大。

1.2計(jì)算流程與方法

對(duì)于污染物在區(qū)域中的排放可利用排放因子法來(lái)估算。我們按照?qǐng)D1所示流程圖對(duì)火電企業(yè)的污染物進(jìn)行分層計(jì)算。

圖1 火電企業(yè)污染物排放計(jì)算流程

計(jì)算按照下列公式進(jìn)行[4]：

（1-1）

上式中，E表示的為污染物的排放量；A表示活動(dòng)水平，即不同級(jí)別機(jī)組的耗煤量；EF表示排放因子；i、j、k分別表示污染物的種類、機(jī)組等級(jí)及污染的控制技術(shù)。

2、某火電企業(yè)污染物排放分析

以國(guó)內(nèi)某火電企業(yè)為研究對(duì)象，對(duì)該企業(yè)污染物的排放情況進(jìn)行分析。主要其煙塵、SO2、NOx排放情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。研究所用的排放因子我們以手冊(cè)數(shù)據(jù)并輔以文獻(xiàn)數(shù)據(jù)計(jì)算。具體如表1所示。其中硫分S（%）及灰分A（%）分別取1.0及25。

表1 不同等級(jí)機(jī)組的排放因子（kg 1-1）

在企業(yè)排放績(jī)效模型下，我們對(duì)某發(fā)電廠內(nèi)12個(gè)超過(guò)100MW的發(fā)電廠的廠用電率及發(fā)電排放績(jī)效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并換算為供電的排放績(jī)效值，并在企業(yè)排放績(jī)效模型下對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

表2 某發(fā)電廠大氣污染廠用電率及發(fā)電排放績(jī)效單位：g/kWh， %

上表內(nèi)電廠的編號(hào)我們是按照SO2排放績(jī)效值得高低，從低到高進(jìn)行排序的。鑒于發(fā)電績(jī)效不考慮廠用電率，對(duì)于電廠向電網(wǎng)供電單位的排放績(jī)效不能有效反映，對(duì)電廠中用電設(shè)備效率有所掩蓋。所以此次我們將廠用電率考慮進(jìn)去，在此基礎(chǔ)上用單位的供電污染排放績(jī)效來(lái)對(duì)火電企業(yè)大氣污染的排放進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。計(jì)算出各電廠綜合的排放績(jī)效指標(biāo)值，通過(guò)計(jì)算我們可以看出這些電廠SO2排放績(jī)效值差別很大，最低0.89g/kWh，最高23.69g/kWh；煙塵排放績(jī)效值最小0.19g/kWh，最高1.59g/kWh；NOx排放績(jī)效值最小1.94g/kWh，最高4.63g/kWh。煙塵排放績(jī)效較低，平均水平為0.71g/kWh，同電廠多數(shù)安裝靜電除塵器有一定關(guān)系。要控制大氣污染物排放，減少對(duì)環(huán)境危害，必須不斷提高對(duì)這些污染物的控制技術(shù)。

3、火電企業(yè)大氣污染物減排對(duì)策

火電企業(yè)要要控制污染必須采取先進(jìn)技術(shù)對(duì)煙塵、SO2、NOx排放進(jìn)行控制，堅(jiān)持超低排放，按照《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223—2011）標(biāo)準(zhǔn)，煙氣含量控制在基準(zhǔn)含氧量6%，煙塵排放需<5mg/m3，SO2排放需<35mg/m3，NOx排放需<50mg/m3 [5]。要達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)需做到如下幾點(diǎn)：

3.1煙塵控制技術(shù)

要確保煙塵的排放<5mg/m3，火電廠可采取如下控制路線：“濕式電除塵器+電除塵器配高頻電源”的技術(shù)路線[6]，其中電除塵器配高頻電源屬于高頻開關(guān)技術(shù)下形成的一個(gè)逆變式電源，這樣電源供電下，電除塵器能夠?qū)焿m排放有效降低40-60%，同工頻電源相比能夠?qū)㈦姾墓?jié)約40-80%。濕式電除塵器是在極板上噴水，讓煙塵被水沖刷到灰斗中排出的一種方法，能夠避免已經(jīng)搜集的煙塵出現(xiàn)二次飛揚(yáng)，除塵效率高。且在這種除塵技術(shù)下我們還能夠?qū)ⅰ笆嘤辍毕?，將酸霧去除95%以上，去除煙氣內(nèi)PM2.5等細(xì)顆粒物，從而讓煙塵排放度保持在5mg/m3以下。

3.2SO2控制技術(shù)

要確保SO2的排放濃度<35mg/m3，火電廠可采取如下控制路線：煤選擇低硫優(yōu)質(zhì)煤，保證煤中的硫分≤0.8%，脫硫應(yīng)用高效濕法脫硫，讓脫硫效率≥98%。當(dāng)前比較常用的煙氣脫硫技術(shù)有：串聯(lián)接力吸收塔技術(shù)、U形塔（液柱+噴淋雙塔）技術(shù)、雙托盤技術(shù)、單塔雙循環(huán)技術(shù)等，在使用“單塔雙循環(huán)石灰石——石膏濕法脫硫技術(shù)”時(shí)按照脫硫反應(yīng)同石膏形成過(guò)程中對(duì)于漿液PH值有不同的要求[7]，我們對(duì)漿液池應(yīng)設(shè)置兩個(gè)，讓兩個(gè)循環(huán)過(guò)程彼此獨(dú)立控制，這樣能讓反應(yīng)更優(yōu)化，避免參數(shù)間彼此制約，能對(duì)煤種變化及負(fù)荷變化迅速適應(yīng)，讓脫硫效率控制在98% 以上。

3.3NOx控制技術(shù)

常規(guī)以煤粉發(fā)電為主的鍋爐需要使用低氮燃燒器，通過(guò)SCR（選擇性催化還原）技術(shù)將煙氣內(nèi)的NOx脫除出來(lái)。在此控制技術(shù)中，催化劑層數(shù)設(shè)置不同，脫硝的效率也不同。當(dāng)催化劑為3層投入運(yùn)行的時(shí)候，脫硝的效率可以穩(wěn)定在85%以上。而大于300MW的單機(jī)組燃用高揮發(fā)性煙煤時(shí)，如果安裝低氮燃燒器后，產(chǎn)生的NOx濃度可控制在200mg/m3以下，而SCR脫硝之后，催化劑設(shè)計(jì)3+1層，且確保有3層能夠運(yùn)行，這樣NOx濃度可控制在40mg/m3以下，脫硝效率達(dá)到80%以上，能夠滿足NOx排放需<50mg/m3這一燃放要求。

此次研究的火電廠，在對(duì)煙塵、SO2、NOx排放控制技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)之后，總煤耗量減少18.3萬(wàn)噸，煙氣溫度自原來(lái)的123℃降至105℃，電除塵器效率自原來(lái)的99.81% 提高至 99.87%，相對(duì)應(yīng)的出口排放濃度自原來(lái)的21.57 mg/m3降低至14.29 mg/m3?？偀焿m排放減少34.65%，SO2排放減少36.44%，NOx排放減少5%，真正實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。

參考文獻(xiàn)

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